WO2024091081A1 - 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템 - Google Patents

듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템 Download PDF

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WO2024091081A1
WO2024091081A1 PCT/KR2023/016936 KR2023016936W WO2024091081A1 WO 2024091081 A1 WO2024091081 A1 WO 2024091081A1 KR 2023016936 W KR2023016936 W KR 2023016936W WO 2024091081 A1 WO2024091081 A1 WO 2024091081A1
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WO
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signal
mwt
frequency
adjusted
plastic waveguide
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/016936
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English (en)
French (fr)
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송하일
원효섭
유준영
권건안
임규현
최한호
권우현
Original Assignee
주식회사 포인투테크놀로지
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/16—Dielectric waveguides, i.e. without a longitudinal conductor
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers

Definitions

  • This disclosure relates to waveguide links, and more particularly to dual-band plastic waveguide transmission systems.
  • I/O input/output
  • conventional high-speed interconnects face challenges both functionally and economically.
  • Copper-based electrical links exhibit critical bandwidth limitations caused by skin loss.
  • Optical links have significant capital costs for chip-to-fiber assembly in short-reach, high-capacity links and electrical/optical (E/O) and O/E conversion devices. need.
  • plastic waveguide links which exhibit unique low-loss and wideband channel characteristics, are a promising solution for providing power-/cost-efficient high-speed interconnects. It suggests that it can be done. Accordingly, there is a need to develop a transmission system that enables ultra-high-speed data transmission through a plastic waveguide link.
  • the present disclosure aims to provide a dual-band plastic waveguide transmission system.
  • a dual-band plastic waveguide transmission system includes an RF receiver configured to receive first and second signals transmitted from an RF transmitter at a first carrier frequency and a second carrier frequency higher than the first carrier frequency, respectively; a plastic waveguide device configured to provide a communication channel between the RF transmitter and the RF receiver; A first microstrip-to-waveguide transition (MWT) configured to transmit the first signal from the plastic waveguide device to the RF receiver and to transmit the second signal from the plastic waveguide device to the RF receiver. It may include an interconnection device including a second MWT configured.
  • MMWT microstrip-to-waveguide transition
  • the frequency bandwidth of the first signal can be adjusted by the plastic waveguide device and the first MWT such that the first signal is received as an upper sideband signal, and the second signal is received as a lower sideband signal.
  • the frequency bandwidth of the second signal can be adjusted by the plastic waveguide device and the second MWT.
  • system may further include a duplexer connected to the first MWT and the second MWT, respectively, to transmit the first signal and the second signal from the plastic waveguide device.
  • the frequency bandwidth of the first signal can be adjusted by adjusting the lower cut-off frequency by the plastic waveguide device, and the frequency bandwidth of the second signal can be adjusted by the plastic waveguide device. It can be adjusted by adjusting the upper cut-off frequency.
  • the plastic waveguide device may include a dielectric tube with a rectangular cross-section.
  • the lower cutoff frequency of the first signal and the upper cutoff frequency of the second signal may be adjusted based on the horizontal and vertical lengths of the cross section of the dielectric tube.
  • the frequency bandwidth of the first signal can be adjusted by adjusting the upper cutoff frequency by the first MWT, and the frequency bandwidth of the second signal can be adjusted by adjusting the lower cutoff frequency by the second MWT. You can.
  • each of the first MWT and the second MWT includes a probe element that receives a signal from a feeding line; And it may include a slotted ground plane that allows the signal radiated from the probe element to pass through and be transmitted to the plastic waveguide device.
  • the upper cutoff frequency of the first signal may be adjusted based on the length of the probe element of the first MWT and the slot dimension of the slotted ground plane of the first MWT.
  • the lower cutoff frequency of the second signal may be adjusted based on the length of the probe element of the second MWT and the slot dimension of the slotted ground plane of the second MWT.
  • the RF receiver is further configured to receive a third signal and a fourth signal transmitted from the RF transmitter at a third carrier frequency lower than the first carrier frequency and a fourth carrier frequency higher than the second carrier frequency, respectively. It can be.
  • the interconnection device includes: a third MWT configured to convey the third signal from the plastic waveguide device to the RF receiver; And it may further include a fourth MWT configured to transmit the fourth signal from the plastic waveguide device to the RF receiver.
  • the frequency bandwidth of the third signal can be adjusted by the plastic waveguide device and the third MWT such that the third signal is received as an upper sideband signal, and the fourth signal is received as a lower sideband signal.
  • the frequency bandwidth of the fourth signal can be adjusted by the plastic waveguide device and the fourth MWT.
  • system may further include a quadplexer for transmitting the first signal, the second signal, the third signal, and the fourth signal from the plastic waveguide device.
  • the frequency bandwidth of the first signal and the frequency bandwidth of the third signal can be adjusted by adjusting the lower cutoff frequency by the plastic waveguide device, and the frequency bandwidth of the second signal and the fourth signal The frequency bandwidth can be adjusted by adjusting the upper cutoff frequency by the plastic waveguide device.
  • the frequency bandwidth of the first signal can be adjusted by adjusting the upper cutoff frequency by the first MWT
  • the frequency bandwidth of the second signal can be adjusted by adjusting the lower cutoff frequency by the second MWT
  • the frequency bandwidth of the third signal can be adjusted by adjusting the upper cutoff frequency by the third MWT
  • the frequency bandwidth of the fourth signal can be adjusted by adjusting the lower cutoff frequency by the fourth MWT. It can be.
  • a transmission system that enables ultra-high-speed data transmission can be proposed by transmitting and receiving dual-band or multi-band RF signals through a plastic waveguide link by adjusting the frequency bandwidth for single sideband transmission, respectively.
  • 1 is an exemplary diagram illustrating single sideband transmission.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a dual-band plastic waveguide transmission system according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 3 is an exemplary diagram showing the lower cutoff frequency and upper cutoff frequency of the plastic waveguide channel response.
  • Figure 4 is an exemplary diagram showing the configuration of a plastic waveguide device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram showing a cross-sectional view of a package substrate including a MWT according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6A is an exemplary diagram showing a slotted ground plane in the A-A' plane of FIG. 5.
  • FIG. 6B is an exemplary diagram showing a probe element located in the B-B' plane of FIG. 5.
  • Figure 7 is an exemplary diagram showing a multi-band plastic waveguide transmission system according to an embodiment of the present disclosure.
  • a radio frequency (RF) communication system may be configured to communicate between an RF transmitter and an RF receiver via a plastic waveguide link that exhibits low-loss and wideband channel characteristics. Additionally, this system can improve transmission speed by simultaneously transmitting and receiving two or more RF signals in dual-band or multi-band with each bandwidth through a plastic waveguide. In addition, this system can implement single sideband transmission by adjusting the cutoff frequency band of each RF signal, which can further improve the transmission speed by enabling a data rate twice that of double sideband transmission.
  • 1 is an exemplary diagram illustrating single sideband transmission.
  • the present disclosure can apply single sideband transmission as illustrated in FIG. 1 to achieve a data rate twice that of double sideband transmission.
  • the present disclosure may adjust the slope of the upper cut-off frequency band of the signal and cause the link frequency characteristic to roll off sharply at the upper cut-off frequency (i.e., high roll-off frequency). by turning off), the upper sideband signal can be suppressed and a transmission signal focusing on the lower sideband signal can be provided to the receiver.
  • the present disclosure can adjust the slope of the lower cut-off frequency band and adjust the link frequency characteristic to roll-off sharply at the lower cut-off frequency (i.e., high roll-off). By doing so, the lower sideband signal can be suppressed and a transmission signal focusing on the upper sideband signal can be provided to the receiver.
  • the present disclosure applies the above-described single sideband transmission technique to the low band (LB) signal and the high band (HB) signal constituting the dual band, thereby maintaining the power spectrum for each signal and transmitting a larger amount.
  • a waveguide link channel capable of transmitting data can be provided.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating a dual-band plastic waveguide transmission system according to an embodiment of the present disclosure.
  • this system includes an RF transmitter 110, an RF receiver 120, a transmit side interconnect including microstrip-to-waveguide transitions (MWTs) 140, 141, and a MWT ( It may include a receiving side interconnection device including (142, 143), a duplexer (150, 151), and a bi-directional plastic waveguide (hereinafter referred to as 'E-TUBE') device 130.
  • a transmit side interconnect including microstrip-to-waveguide transitions (MWTs) 140, 141, and a MWT
  • MMWT microstrip-to-waveguide transitions
  • a MWT It may include a receiving side interconnection device including (142, 143), a duplexer (150, 151), and a bi-directional plastic waveguide (hereinafter referred to as 'E-TUBE') device 130.
  • 'E-TUBE' bi-directional plastic waveguide
  • the RF transmitter 110 transmits a first signal (Data In[0]) and a second signal (Data) upconverted to a first carrier frequency (f 1 ) and a second carrier frequency (f 2 ) higher than the first carrier frequency, respectively.
  • In[1]) may be configured to transmit.
  • the RF transmitter 110 includes mixers 111 and 112 and power amplifiers (PAs) 113 and 114 for upconverting the first and second signals to a first and second carrier frequencies, respectively. ) may include.
  • the RF transmitter 110 may include a phase locked loop (PLL) for providing a clock signal to the RF transmitter 110, a multiplier for converting the clock signal to a carrier frequency, etc. there is.
  • PLL phase locked loop
  • the RF receiver 120 may be configured to downconvert and receive the first and second signals respectively received at the first carrier frequency and the second carrier frequency.
  • RF receiver 120 may be configured to include corresponding components for receiving signals from RF transmitter 110.
  • the RF receiver 120 may include low noise amplifiers (LNA) 121 and 122 and downconverting mixers 123 and 124, and although not shown in separate figures, a phase synchronization device, a PLL, and a multiplier. It may include etc.
  • LNA low noise amplifiers
  • the E-TUBE device 130 may be configured to provide a communication channel between the RF transmitter 110 and the RF receiver 120.
  • the E-TUBE device 130 may include a plastic (or dielectric) waveguide for signal transmission and reception and metal cladding surrounding it. Metal cladding can contain propagating waves and prevent electromagnetic leakage.
  • the E-TUBE device 130 may include a plastic waveguide with a rectangular cross-section, but the shape of the waveguide is not limited to this and may be configured to have a different shape, such as a circular cross-section.
  • the transmitting-side interconnection device may be configured to connect between the RF transmitter 110 and the E-TUBE device 130, and may include transmitting-side MWTs 140 and 141.
  • the receiving side interconnection device may be configured to connect between the E-TUBE device 130 and the RF receiver 120, and may include receiving side MWTs 142 and 143.
  • these interconnection devices may be implemented as microstrips, strips, coplanar waveguides, etc.
  • the first MWT 142 may be configured to transmit a first signal from the E-TUBE device 130 to the RF receiver 120
  • the second MWT 143 may be configured to transmit a first signal from the E-TUBE device 130 to the RF receiver ( 120) may be configured to transmit the second signal.
  • the duplexer 151 may be connected to the first MWT 142 and the second MWT 143, respectively, and may be configured to transmit the first signal and the second signal from the E-TUBE device 130. Additionally, the duplexer 151 may combine or split the first signal and the second signal, and may be configured to prevent crosstalk between the first signal and the second signal.
  • a duplexer 150 and MWTs 140 and 141 may be provided between the E-TUBE device 130 and the RF transmitter 110.
  • the first signal is a low band (LB) signal 160, and the frequency bandwidth may be adjusted so that it can be received as an upper sideband signal 162 with a preset bandwidth based on the first carrier frequency.
  • the second signal is a high band (HB) signal 170, and the frequency bandwidth may be adjusted so that it can be received as a lower sideband signal 172 with a preset bandwidth based on the second carrier frequency.
  • the frequency bandwidth of the first signal can be adjusted by the E-TUBE device 130 and the first MWT 140
  • the frequency bandwidth of the second signal can be adjusted by the E-TUBE device 130. and the second MWT 141.
  • the first signal and the second signal can be received by the RF receiver 120 through the E-TUBE device 130 as a single sideband transmission with the bandwidth adjusted, and the RF receiver 120 responds accordingly.
  • the first signal 162 and the second signal 172 with adjusted bandwidths may be received.
  • this system can provide a dual waveguide link channel reflecting a single sideband transmission method.
  • the first carrier frequency (f 1 ) may be 115 GHz and the second carrier frequency (f 2 ) may be 170 GHz, and the first and second signals may each be ⁇ 30 GHz based on the carrier frequency. It can be adjusted to be transmitted in a bandwidth and received through the E-TUBE device 130.
  • the first signal and the second signal are used together as a low-band (LB) signal of the upper sideband and a high-band (HB) signal of the lower sideband, respectively, to the E-TUBE device 130. It can be transmitted through a plastic waveguide, and through this, dual-band broadband ultra-high-speed transmission can be implemented.
  • Figure 3 is an exemplary diagram showing the lower cutoff frequency and upper cutoff frequency of the plastic waveguide channel response.
  • the frequency bandwidth of the first signal (ie, low-band signal) and the second signal (ie, high-band signal) can be adjusted by adjusting the lower cutoff frequency and upper cutoff frequency, respectively.
  • the frequency bandwidth of the first signal can be adjusted by adjusting the lower cutoff frequency by the E-TUBE device 130 and , can also be adjusted by adjusting the upper cutoff frequency by the first MWT 142.
  • the frequency bandwidth of the second signal can be adjusted by adjusting the upper cutoff frequency by the E-TUBE device 130, and also the second MWT It can also be adjusted by adjusting the lower cutoff frequency by (143).
  • Figure 4 is an exemplary diagram showing the configuration of a plastic waveguide device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the E-TUBE device 130 may include a plastic waveguide (i.e., dielectric tube) 310 having a rectangular cross-section and a metal cladding 320 surrounding the dielectric tube 310.
  • the lower cutoff frequency of the first signal and the upper cutoff frequency of the second signal may be adjusted based on the horizontal length (b) and vertical length (a) of the cross section of the dielectric tube 310.
  • the cutoff frequency (f nm ) in the dielectric tube illustrated in Figure 4 can be determined according to the following equation:
  • c represents the wave speed of the dielectric tube and can be determined based on the permittivity ( ⁇ 1 ) and permeability ( ⁇ 1 ) of the dielectric tube.
  • a represents the vertical length of the dielectric tube
  • b represents the horizontal length of the dielectric tube
  • n and m are integers and represent the mode coefficients of the wave.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram showing a cross-sectional view of a package substrate including a MWT according to an embodiment of the present disclosure.
  • the transmission system may be configured to connect the transmitter side board and the receiver side board through the E-TUBE device 130, and each board may include an IC package.
  • the IC package may include a package substrate 400 on which an RF chip (die) 410 and MWTs 140, 141, 142, and 143 are formed.
  • the IC package may be connected to a printed circuit board (PCB) (not shown) through a solder ball 420.
  • PCB printed circuit board
  • the RF chip 410 may be placed at the bottom of the package substrate 400 and may be attached to the package substrate 410 using a bump 421 . Additionally, a via 422 that serves as a transmission path for RF signals may be formed between the RF chip 410 and the package substrate 400.
  • the MWTs 140, 141, 142, and 143 may include a feeding line 430, a probe element 440, and a slotted ground plane 450.
  • the feeding line 430 may supply an RF signal through the via 422 formed between the RF chip 410 and the package substrate 400.
  • the probe element 440 may receive an RF signal from the feeding line 430 and radiate it to the slotted ground plane 450.
  • the slotted ground plane 450 can allow the signal radiated from the probe element 440 to pass through and be transmitted to the E-TUBE device 130.
  • MWT (140, 141, 142, 143) can be connected to the E-TUBE device (130) through duplexers (150, 151).
  • the first signal i.e., low-band signal
  • the second signal i.e., high-band signal
  • the probe element 440 and slotted ground plane 450 of each MWT can be used to adjust the frequency bandwidth of the corresponding signal.
  • the upper cutoff frequency of the first signal may be adjusted based on the length of the probe element 440 of the first MWT 142 and the slot dimension of the slotted ground plane 450 of the first MWT 142.
  • the lower cutoff frequency of the second signal may be adjusted based on the length of the probe element 440 of the second MWT 143 and the slot dimension of the slotted ground plane 450 of the second MWT 143.
  • FIG. 6A is an exemplary diagram showing a slotted ground plane in the A-A' plane of FIG. 5.
  • a slot for the low-band signal (LB) and a slot for the high-band signal (HB) may be formed on the slotted ground plane 450.
  • the cutoff of the corresponding signal may decrease, and as the horizontal lengths 510 and 511 of the slot decrease, the cutoff of the corresponding signal may increase.
  • FIG. 6B is an exemplary diagram showing a probe element located on the B-B' plane of FIG. 5.
  • a probe element 440 for the low-band signal (LB) and a probe element 440 for the high-band signal (HB) may be formed on the B-B' plane of the package substrate 400.
  • the cutoff of the corresponding signal may decrease, and as the vertical lengths 520 and 521 decrease, the cutoff of the corresponding signal may increase.
  • Figure 7 is an exemplary diagram showing a multi-band plastic waveguide transmission system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the plastic waveguide transmission system according to the present disclosure can be implemented as a multi-band transmission system capable of transmitting multiple RF signals as well as a dual-band transmission system that transmits two RF signals.
  • a multi-band transmission system can be achieved by adding a low-band signal that is lower than the low-band signal of the dual band and a high-band signal that is higher than the high-band signal.
  • the RF receiver 620 When implemented as a multiband transmission system capable of transmitting four RF signals as illustrated in FIG. 7, the RF receiver 620 receives a first signal transmitted at a first carrier frequency (f 1 ) from the RF transmitter 610. , a second signal transmitted at a second carrier frequency (f 2 ) higher than the first carrier frequency, a third signal transmitted at a third carrier frequency (f 0 ) lower than the first carrier frequency and a third signal higher than the second carrier frequency. 4 It may be configured to receive a fourth signal transmitted at a carrier frequency (f 3 ).
  • the interconnection device includes a first MWT 640 configured to transmit a first signal from the E-TUBE device 130 to the RF receiver 620, and a first MWT 640 configured to transmit a first signal from the E-TUBE device 130 to the RF receiver 620.
  • a second MWT 641 configured to transmit a second signal to 620
  • a third MWT 642 configured to transmit a third signal from the E-TUBE device 130 to the RF receiver 620
  • it may include a fourth MWT 643 configured to transmit a fourth signal from the E-TUBE device 130 to the RF receiver 620.
  • the frequency bandwidth of the first signal may be adjusted by the E-TUBE device 130 and the first MWT 640 so that the first signal is received as an upper sideband signal.
  • the frequency bandwidth of the second signal may be adjusted by the E-TUBE device 130 and the second MWT 641 so that the second signal is received as a lower sideband signal.
  • the frequency bandwidth of the third signal may be adjusted by the E-TUBE device 130 and the third MWT 642 so that the third signal is received as an upper sideband signal.
  • the frequency bandwidth of the fourth signal may be adjusted by the E-TUBE device 130 and the fourth MWT 643 so that the fourth signal is received as a lower sideband signal.
  • This multiband transmission system may include a quadplexer 650 for transmitting the first signal, second signal, third signal, and fourth signal from the E-TUBE device 130.
  • the RF transmitter 610 may be configured to include corresponding components for transmission of signals to the RF receiver 620, and a corresponding quadruple module may be installed between the E-TUBE device 130 and the RF transmitter 610. Lexers and MWTs may be provided.
  • the frequency bandwidth of the first signal and the frequency bandwidth of the third signal can be adjusted by adjusting the lower cutoff frequency by the E-TUBE device 130, and the frequency bandwidth of the second signal and the frequency bandwidth of the fourth signal The frequency bandwidth can be adjusted by adjusting the upper cutoff frequency by the E-TUBE device 130.
  • the frequency bandwidth of the first signal can be adjusted by adjusting the upper cutoff frequency by the first MWT (640), and the frequency bandwidth of the second signal can be adjusted by adjusting the lower cutoff frequency by the second MWT (641)
  • the frequency bandwidth of the third signal can be adjusted by adjusting the upper cutoff frequency by the third MWT (642)
  • the frequency bandwidth of the fourth signal can be adjusted by adjusting the lower cutoff frequency by the fourth MWT (643) It can be adjusted by adjusting .
  • the lower cutoff frequency and upper cutoff frequency adjustment by the E-TUBE device 130 and the MWTs 640, 641, 642, and 643 may be performed in the same manner as described above with reference to FIGS. 3 to 6.

Landscapes

  • Transceivers (AREA)

Abstract

본 개시 내용에 따르면, 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, RF 송신기로부터 제 1 반송파 주파수 및 상기 제 1 반송파 주파수보다 높은 제 2 반송파 주파수로 각각 송신되는 제 1 신호 및 제 2 신호를 수신하도록 구성되는 RF 수신기; 상기 RF 송신기 및 상기 RF 수신기 간의 통신 채널을 제공하도록 구성되는 플라스틱 웨이브가이드 장치; 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 1 신호를 전달하도록 구성되는 제 1 마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT) 및 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 2 신호를 전달하도록 구성되는 제 2 MWT를 포함하는 상호연결장치를 포함할 수 있다. 상기 제 1 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 1 MWT에 의해 조절될 수 있고, 상기 제 2 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 2 MWT에 의해 조절될 수 있다.

Description

듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템
본 개시 내용은 웨이브가이드 링크에 관한 것이며, 보다 상세하게는 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템에 관한 것이다.
데이터 센서들에서의 더 큰 입력/출력(I/O) 대역폭을 위한 요구가 네트워크 트래픽의 폭발적인 성장에 기인하여 증가하고 있다. 그러나, 종래의 고속 인터커넥트(interconnect)들은 기능적인 그리고 경제적인 방향에서의 과제들과 당면하고 있다. 구리-기반 전기적 링크들은 표면 손실(skin loss)에 의해 야기되는 임계적 대역폭 제한을 보여주고 있다. 광학적 링크들은 쇼트-리치(short-reach) 고용량 링크들에서의 칩-대-파이버(chip-to-fiber) 어셈블 및 E/O(Electrical/Optical) 및 O/E 변환 디바이스들에 대한 상당한 설비 비용을 필요로 한다.
종래의 고속 인터커텍트들의 문제점들을 해결하기 위한 대안으로서, 최근의 연구들은 고유한 저-손실 및 광대역 채널 특성들을 보여주는 플라스틱 웨이브가이드 링크들이 전력-/비용-효율적 고속 인터커넥트들을 제공하기 위한 유망한 솔루션이 될 수 있음을 제시하고 있다. 이에 따라 플라스틱 웨이브가이드 링크를 통한 초고속 데이터 전송을 가능하게 하는 전송 시스템을 개발할 필요성이 요구되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 개시 내용은 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따르면, 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, RF 송신기로부터 제 1 반송파 주파수 및 상기 제 1 반송파 주파수보다 높은 제 2 반송파 주파수로 각각 송신되는 제 1 신호 및 제 2 신호를 수신하도록 구성되는 RF 수신기; 상기 RF 송신기 및 상기 RF 수신기 간의 통신 채널을 제공하도록 구성되는 플라스틱 웨이브가이드 장치; 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 1 신호를 전달하도록 구성되는 제 1 마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT) 및 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 2 신호를 전달하도록 구성되는 제 2 MWT를 포함하는 상호연결장치를 포함할 수 있다. 상기 제 1 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 1 MWT에 의해 조절될 수 있고, 상기 제 2 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 2 MWT에 의해 조절될 수 있다.
또한, 상기 시스템은, 상기 제 1 MWT 및 상기 제 2 MWT와 각각 연결되어 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 전달하기 위한 듀플렉서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 로우어 컷오프 주파수(lower cut-off frequency)를 조정함으로써 조절될 수 있고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 어퍼 컷오프 주파수(upper cut-off frequency)를 조정함으로써 조절될 수 있다.
또한, 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치는 직사각형 단면을 갖는 유전체 튜브를 포함할 수 있다. 상기 제 1 신호의 로우어 컷오프 주파수 및 상기 제 2 신호의 어퍼 컷오프 주파수는 상기 유전체 튜브 단면의 가로 길이 및 세로 길이에 기초하여 조정될 수 있다.
또한, 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 1 MWT에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 2 MWT에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있다.
또한, 상기 제 1 MWT 및 상기 제 2 MWT 각각은, 피딩 라인으로부터 신호를 수신하는 프로브 엘리먼트; 및 상기 프로브 엘리먼트에서 방사된 신호가 통과하여 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로 전송되도록 하는 슬롯티드 그라운드 플레인을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 신호의 어퍼 컷오프 주파수는 상기 제 1 MWT의 프로브 엘리먼트의 길이 및 상기 제 1 MWT의 슬롯티드 그라운드 플레인의 슬롯 치수에 기초하여 조정될 수 있다. 상기 제 2 신호의 로우어 컷오프 주파수는 상기 제 2 MWT의 프로브 엘리먼트의 길이 및 상기 제 2 MWT의 슬롯티드 그라운드 플레인의 슬롯 치수에 기초하여 조정될 수 있다.
또한, 상기 RF 수신기는, 상기 RF 송신기로부터 상기 제 1 반송파 주파수보다 낮은 제 3 반송파 주파수 및 상기 제 2 반송파 주파수보다 높은 제 4 반송파 주파수로 각각 송신되는 제 3 신호 및 제 4 신호를 수신하도록 추가적으로 구성될 수 있다. 상기 상호연결장치는, 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 3 신호를 전달하도록 구성되는 제 3 MWT; 및 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 4 신호를 전달하도록 구성되는 제 4 MWT를 더 포함할 수 있다. 상기 제 3 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 3 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 3 MWT에 의해 조절될 수 있고, 상기 제 4 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 4 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 4 MWT에 의해 조절될 수 있다.
또한, 상기 시스템은, 상기 제 1 신호, 상기 제 2 신호, 상기 제 3 신호 및 상기 제 4 신호를 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 전달하기 위한 쿼드플렉서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭 및 상기 제 3 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭 및 상기 제 4 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있다.
또한, 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 1 MWT에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 2 MWT에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 상기 제 3 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 3 MWT에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 상기 제 4 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 4 MWT에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있다.
본 개시 내용에 따르면, 듀얼밴드 또는 멀티밴드 RF 신호들을 각각 싱글 사이드밴드 전송을 위해 주파수 대역폭을 조절하여 플라스틱 웨이브가이드 링크를 통해 송수신함으로써 초고속 데이터 전송을 가능하게 하는 전송 시스템을 제시할 수 있다.
도 1은 싱글 사이드밴드 전송을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 3은 플라스틱 웨이브가이드 채널 응답의 로우어 컷오프 주파수 및 어퍼 컷오프 주파수를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 플라스틱 웨이브가이드 장치의 구성을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 5는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 MWT를 포함하는 패키지 기판의 단면도를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6a는 도 5의 A-A' 평면의 슬롯티드 그라운드 플레인을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6b는 도 5의 B-B' 평면에 위치한 프로브 엘리먼트를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 7은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 멀티밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템을 나타내는 예시적인 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 다양한 양상들이 아래에서 설명된다. 여기에서 제시되는 발명들은 폭넓은 다양한 형태들로 구현될 수 있으며 여기에서 제시되는 임의의 특정한 구조, 기능 또는 이들 모두는 단지 예시적이라는 것을 이해하도록 한다. 여기에서 제시되는 발명들에 기반하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에서 제시되는 하나의 양상이 임의의 다른 양상들과 독립적으로 구현될 수 있으며 둘 이상의 이러한 양상들이 다양한 방식들로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 여기에서 설명되는 임의의 수의 양상들을 이용하여 장치가 구현될 수 있거나 또는 방법이 실시될 수 있다. 또한, 여기에서 설명되는 하나 이상의 양상들에 더하여 또는 이들 양상들이 아닌 다른 구조, 기능 또는 구조 및 기능을 이용하여 이러한 장치가 구현될 수 있거나 또는 이러한 방법이 실시될 수 있다.
본 개시 내용에 따른 무선 주파수(RF) 통신 시스템은 저-손실 및 광대역 채널 특성들을 보여주는 플라스틱 웨이브가이드 링크를 통해 RF 송신기 및 RF 수신기 사이에 통신이 이루어지도록 구성될 수 있다. 또한, 이러한 시스템은 듀얼밴드 또는 멀티밴드에서 둘 이상의 RF 신호들을 각각의 대역폭으로 플라스틱 웨이브가이드를 통해 동시에 송수신할 수 있도록 함으로써 전송 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 시스템은 각 RF 신호의 컷오프 주파수 대역을 조정함으로써 싱글 사이드밴드 전송을 구현할 수 있으며, 이를 통해 더블 사이드밴드 전송 대비 2배의 데이터 레이트를 가능하게 함으로써 전송 속도를 추가적으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 싱글 사이드밴드 전송을 나타내는 예시적인 도면이다.
본 개시 내용은 더블 사이드밴드 전송 대비 2배의 데이터 레이트를 달성할 수 있도록 도 1에 예시된 바와 같은 싱글 사이드밴드 전송을 적용할 수 있다. 일 구현예에서, 본 개시 내용은 신호의 어퍼 컷 오프 주파수(upper cut-off frequency) 대역의 기울기를 조절할 수 있고, 링크 주파수 특성을 어퍼 컷오프 주파수에서 샤프하게 롤-오프되도록(즉, 하이 롤-오프되도록) 함으로써 어퍼 사이드밴드 신호를 서프레스(suppress)하고 로우어 사이드밴드 신호 위주의 송신 신호를 수신기로 제공할 수 있다. 다른 구현예에서, 본 개시 내용은 로우어 컷오프 주파수(lower cut-off frequency) 대역의 기울기를 조절할 수 있고, 링크 주파수 특성을 로우어 컷오프 주파수에서 샤프하게 롤-오프되도록(즉, 하이 롤-오프되도록) 함으로써, 로우어 사이드밴드 신호를 서프레스하고 어퍼 사이드밴드 신호 위주의 송신 신호를 수신기로 제공할 수 있다.
후술할 바와 같이, 본 개시 내용은 듀얼밴드를 구성하는 로우밴드(LB) 신호 및 하이밴드(HB) 신호에 각각 전술한 싱글 사이드밴드 전송 기법을 적용함으로써 각 신호별로 파워 스펙트럼을 유지하면서도 더 많은 양의 데이터를 전송할 수 있는 웨이브가이드 링크 채널을 제공할 수 있다.
도 2는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 시스템은 RF 송신기(110), RF 수신기(120), 마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT)(140, 141)들을 포함하는 송신측 상호연결장치, MWT(142, 143)들을 포함하는 수신측 상호연결장치, 듀플렉서(150, 151) 및 양-방향 플라스틱 웨이브가이드(이하, 'E-TUBE'라 지칭함) 장치(130)를 포함할 수 있다.
RF 송신기(110)는 제 1 반송파 주파수(f1) 및 제 1 반송파 주파수보다 높은 제 2 반송파 주파수(f2)로 각각 업컨버팅된 제 1 신호(Data In[0]) 및 제 2 신호(Data In[1])를 송신하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, RF 송신기(110)는 제 1 신호 및 제 2 신호를 각각 제 1 반송파 주파수 및 제 2 반송파 주파수로 업컨버팅하기 위한 믹서들(111, 112) 및 전력 증폭기(PA)들(113, 114)을 포함할 수 있다. 또한, 별도의 도면으로 도시하지는 않았으나, RF 송신기(110)는 클록 신호를 RF 송신기(110)로 제공하기 위한 위상 고정 루프(PLL), 클록 신호를 반송파 주파수로 변환하기 위한 체배기 등을 포함할 수 있다.
RF 수신기(120)는 제 1 반송파 주파수 및 제 2 반송파 주파수로 각각 수신되는 제 1 신호 및 제 2 신호를 다운컨버팅하여 수신하도록 구성될 수 있다. RF 수신기(120)는 RF 송신기(110)로부터의 신호 수신을 위해 상응하는 구성요소들을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, RF 수신기(120)는 저잡음 증폭기(LNA)(121, 122) 및 다운컨버팅 믹서(123, 124)를 포함할 수 있으며, 별도의 도면으로 도시하지는 않았으나, 위상 동기화 장치, PLL, 체배기 등을 포함할 수 있다.
E-TUBE 장치(130)는 RF 송신기(110) 및 RF 수신기(120) 간의 통신 채널을 제공하도록 구성될 수 있다. E-TUBE 장치(130)는 신호 송수신을 위한 플라스틱(또는 유전체) 웨이브가이드 및 이를 둘러싼 금속 클래딩(metal cladding)을 포함할 수 있다. 금속 클래딩은 전파 웨이브를 컨파인하고 전자기 누설을 방지할 수 있다. 일 구현예에서, E-TUBE 장치(130)는 직사각형 단면을 갖는 플라스틱 웨이브가이드를 포함할 수 있으나, 웨이브가이드의 형상은 이에 한정되지 않으며 원형 단면 등 상이한 형상을 가지도록 구성될 수도 있다.
송신측 상호연결장치는 RF 송신기(110) 및 E-TUBE 장치(130) 사이를 연결하도록 구성될 수 있으며, 송신측 MWT들(140,141)를 포함할 수 있다. 수신측 상호연결장치는 E-TUBE 장치(130) 및 RF 수신기(120) 사이를 연결하도록 구성될 수 있으며, 수신측 MWT들(142, 143)을 포함할 수 있다. 구현예에 따라, 이러한 상호연결장치는 마이크로스트립, 스트립, 코플래너(coplanar) 웨이브가이드 등으로 구현될 수 있다.
제 1 MWT(142)는 E-TUBE 장치(130)로부터 RF 수신기(120)로 제 1 신호를 전달하도록 구성될 수 있으며, 제 2 MWT(143)는 E-TUBE 장치(130)로부터 RF 수신기(120)로 제 2 신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 듀플렉서(151)는 제 1 MWT(142) 및 제 2 MWT(143)와 각각 연결되어 E-TUBE 장치(130)로부터 제 1 신호 및 제 2 신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 또한, 듀플렉서(151)는 제 1 신호 및 제 2 신호를 결합 또는 분할할 수 있으며, 제 1 신호 및 제 2 신호 간의 누화를 방지하도록 구성될 수 있다. 이에 상응하게, E-TUBE 장치(130)와 RF 송신기(110) 사이에는 듀플렉서(150) 및 MWT들(140, 141)이 구비될 수 있다.
제 1 신호는 로우밴드(LB) 신호(160)이며 제 1 반송파 주파수를 기준으로 미리 설정된 대역폭을 갖는 어퍼 사이드밴드 신호(162)로서 수신될 수 있도록 주파수 대역폭이 조절될 수 있다. 또한, 제 2 신호는 하이밴드(HB) 신호(170)이며 제 2 반송파 주파수를 기준으로 미리 설정된 대역폭을 갖는 로우어 사이드밴드 신호(172)로서 수신될 수 있도록 주파수 대역폭이 조절될 수 있다. 이를 위해, 후술할 바와 같이, 제 1 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130) 및 제 1 MWT(140)에 의해 조절될 수 있으며, 제 2 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130) 및 제 2 MWT(141)에 의해 조절될 수 있다. 이를 통해, 제 1 신호 및 제 2 신호는 대역폭이 조절되어 각각 싱글 사이드밴드 전송으로서 E-TUBE 장치(130)를 통해 RF 수신기(120)로 수신될 수 있으며, RF 수신기(120)는 이에 상응하여 대역폭이 조절된 제 1 신호(162) 및 제 2 신호(172)를 수신할 수 있다. 즉, 이러한 시스템은 이중으로 싱글 사이드밴드 전송 방식이 반영된 웨이브가이드 링크 채널을 제공할 수 있다.
예를 들어, 제 1 반송파 주파수(f1)는 115 GHz이고 제 2 반송파 주파수(f2)는 170 GHz일 수 있으며, 제 1 신호 및 제 2 신호는 각각 해당 반송파 주파수를 기준으로 ~30 GHz의 대역폭으로 전송되도록 조절되어 E-TUBE 장치(130)를 통해 수신될 수 있다. 이러한 경우, 115 GHz ~ 170 GHz 대역폭에서 제 1 신호 및 제 2 신호가 각각 어퍼 사이드밴드의 로우밴드(LB) 신호 및 로우어 사이드밴드의 하이밴드(HB) 신호로서 함께 E-TUBE 장치(130)의 플라스틱 웨이브가이드를 통해 전송될 수 있으며, 이를 통해 듀얼밴드 광대역 초고속 전송을 구현할 수 있다.
도 3은 플라스틱 웨이브가이드 채널 응답의 로우어 컷오프 주파수 및 어퍼 컷오프 주파수를 나타내는 예시적인 도면이다.
제 1 신호(즉, 로우밴드 신호) 및 제 2 신호(즉, 하이밴드 신호)의 주파수 대역폭은 각각 로우어 컷오프 주파수 및 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은, 제 1 신호(즉, 로우밴드 신호)(160)에서, 제 1 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130)에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 제 1 MWT(142)에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 또한 조절될 수 있다. 같은 방식으로, 제 2 신호(즉, 하이밴드 신호)(170)에서, 제 2 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130)에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 또한 제 2 MWT(143)에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 또한 조절될 수 있다.
도 4는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 플라스틱 웨이브가이드 장치의 구성을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, E-TUBE 장치(130)는 직사각형 단면을 갖는 플라스틱 웨이브가이드(즉, 유전체 튜브)(310) 및 유전체 튜브(310)를 둘러싸는 금속 클래딩(320)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제 1 신호의 로우어 컷오프 주파수 및 제 2 신호의 어퍼 컷오프 주파수는 유전체 튜브(310) 단면의 가로 길이(b) 및 세로 길이(a)에 기초하여 조정될 수 있다.
구체적으로, 도 4에 예시된 유전체 튜브에서 컷오프 주파수(fnm)는 다음의 수식에 따라 결정될 수 있다:
Figure PCTKR2023016936-appb-img-000001
여기서, c는 유전체 튜브의 웨이브 속도를 나타내며 유전체 튜브의 유전율(permittivity)(ε1) 및 투자율(permeability)(μ1)에 기초하여 결정될 수 있다. a는 유전체 튜브의 세로 길이를 나타내고, b는 유전체 튜브의 가로 길이를 나타내며, n 및 m은 정수로서 웨이브의 모드 계수를 나타낸다.
도 5는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 MWT를 포함하는 패키지 기판의 단면도를 나타내는 예시적인 도면이다.
본 개시 내용에 따른 전송 시스템은 송신기 측 보드 및 수신기 측 보드를 E-TUBE 장치(130)를 통해 연결하도록 구성될 수 있으며, 각 보드는 IC 패키지를 포함할 수 있다. IC 패키지는 RF 칩(다이)(410) 및 MWT(140, 141, 142, 143)가 형성되는 패키지 기판(400)을 포함할 수 있다. IC 패키지는 솔더볼(420)을 통해 인쇄 회로 기판(PCB)(미도시)과 연결될 수 있다.
일 구현예에서, RF 칩(410)은 패키지 기판(400) 하단에 배치될 수 있으며, 범프(421)를 이용하여 패키지 기판(410)에 부착될 수 있다. 또한, RF 칩(410) 및 패키지 기판(400) 사이에는 RF 신호의 전달 통로가 되는 비아(422)가 형성될 수 있다.
MWT(140, 141, 142, 143)는 피딩 라인(430), 프로브 엘리먼트(440) 및 슬롯티드(slotted) 그라운드 플레인(450)을 포함할 수 있다. 피딩 라인(430)은 RF 칩(410) 및 패키지 기판(400) 사이에 형성된 비아(422)를 통해 RF 신호를 공급할 수 있다. 프로브 엘리먼트(440)는 피딩 라인(430)으로부터 RF 신호를 수신하고 이를 슬롯티드 그라운드 플레인(450)으로 방사할 수 있다. 슬롯티드 그라운드 플레인(450)은 프로브 엘리먼트(440)에서 방사된 신호가 통과하여 E-TUBE 장치(130)로 전송되도록 할 수 있다. MWT(140, 141, 142, 143)는 듀플렉서(150, 151)를 통해 E-TUBE 장치(130)로 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제 1 신호(즉, 로우밴드 신호)는 제 1 MWT(142)로 전달될 수 있으며, 제 2 신호(즉, 하이밴드 신호)는 제 2 MWT(143)로 전달될 수 있다. 여기서, 각 MWT의 프로브 엘리먼트(440) 및 슬롯티드 그라운드 플레인(450)은 해당 신호의 주파수 대역폭을 조절하는데 이용될 수 있다. 구체적으로, 제 1 신호의 어퍼 컷오프 주파수는 제 1 MWT(142)의 프로브 엘리먼트(440)의 길이 및 제 1 MWT(142)의 슬롯티드 그라운드 플레인(450)의 슬롯 치수에 기초하여 조정될 수 있다. 또한, 제 2 신호의 로우어 컷오프 주파수는 제 2 MWT(143)의 프로브 엘리먼트(440)의 길이 및 제 2 MWT(143)의 슬롯티드 그라운드 플레인(450)의 슬롯 치수에 기초하여 조정될 수 있다.
도 6a는 도 5의 A-A' 평면의 슬롯티드 그라운드 플레인을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 로우밴드 신호(LB)에 대한 슬롯과 하이밴드 신호(HB)에 대한 슬롯이 슬롯티드 그라운드 플레인(450) 상에 형성될 수 있다. 여기서, 슬롯의 가로 길이(510, 511)가 늘어나면 해당 신호의 컷오프가 줄어들 수 있고 가로 길이(510, 511)가 줄어들면 해당 신호의 컷오프가 늘어날 수 있다.
도 6b는 도 5의 B-B' 평면에 위치한 프로브 엘리먼트를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 패키지 기판(400)의 B-B' 평면 상에는 로우밴드 신호(LB)에 대한 프로브 엘리먼트(440)와 하이밴드 신호(HB)에 대한 프로브 엘리먼트(440)가 형성될 수 있다. 여기서, 프로브 엘리먼트(440)의 세로 길이(520, 521)가 늘어나면 해당 신호의 컷오프가 줄어들 수 있고 세로 길이(520, 521)가 줄어들면 해당 신호의 컷오프가 늘어날 수 있다.
도 7은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 멀티밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템을 나타내는 예시적인 도면이다.
본 개시 내용에 따른 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템은 2개의 RF 신호들을 전송하는 듀얼밴드 전송 시스템뿐만 아니라 다수의 RF 신호들을 전송할 수 있는 멀티밴드 전송 시스템으로 구현될 수 있다. 멀티밴드 전송 시스템은 듀얼밴드의 로우밴드 신호보다 더 낮은 로우밴드 신호 및 하이밴드 신호보다 더 높은 하이밴드 신호를 추가하는 방식으로 이루어질 수 있다.
도 7에 예시된 바와 같이 4개의 RF 신호들을 전송할 수 있는 멀티밴드 전송 시스템으로 구현되는 경우, RF 수신기(620)는 RF 송신기(610)로부터 제 1 반송파 주파수(f1)로 송신되는 제 1 신호, 제 1 반송파 주파수보다 높은 제 2 반송파 주파수(f2)로 송신되는 제 2 신호, 제 1 반송파 주파수보다 낮은 제 3 반송파 주파수(f0)로 송신되는 제 3 신호 및 제 2 반송파 주파수보다 높은 제 4 반송파 주파수(f3)로 송신되는 제 4 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
이러한 멀티밴드 전송 시스템에서, 상호연결장치는 E-TUBE 장치(130)로부터 RF 수신기(620)로 제 1 신호를 전달하도록 구성되는 제 1 MWT(640), E-TUBE 장치(130)로부터 RF 수신기(620)로 제 2 신호를 전달하도록 구성되는 제 2 MWT(641), E-TUBE 장치(130)로부터 RF 수신기(620)로 제 3 신호를 전달하도록 구성되는 제 3 MWT(642); 및 E-TUBE 장치(130)로부터 RF 수신기(620)로 제 4 신호를 전달하도록 구성되는 제 4 MWT(643)를 포함할 수 있다.
제 1 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록, 제 1 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130) 및 제 1 MWT(640)에 의해 조절될 수 있다. 제 2 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록, 제 2 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130) 및 제 2 MWT(641)에 의해 조절될 수 있다. 제 3 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록, 제 3 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130) 및 제 3 MWT(642)에 의해 조절될 수 있다. 제 4 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록, 제 4 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130) 및 제 4 MWT(643)에 의해 조절될 수 있다.
이러한 멀티밴드 전송 시스템은 제 1 신호, 제 2 신호, 제 3 신호 및 제 4 신호를 E-TUBE 장치(130)로부터 전달하기 위한 쿼드플렉서(650)를 포함할 수 있다.
또한, RF 송신기(610)는 RF 수신기(620)로의 신호들의 송신을 위해 상응하는 구성요소들을 포함하도록 구성될 수 있으며, E-TUBE 장치(130)와 RF 송신기(610) 사이에는 상응하는 쿼드플렉서 및 MWT들이 구비될 수 있다.
이러한 경우에, 제 1 신호의 주파수 대역폭 및 제 3 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130)에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 제 2 신호의 주파수 대역폭 및 제 4 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130)에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있다.
또한, 제 1 신호의 주파수 대역폭은 제 1 MWT(640)에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 제 2 신호의 주파수 대역폭은 제 2 MWT(641)에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 제 3 신호의 주파수 대역폭은 제 3 MWT(642)에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 제 4 신호의 주파수 대역폭은 제 4 MWT(643)에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있다.
이러한 E-TUBE 장치(130) 및 MWT들(640, 641, 642, 643)에 의한 로우어 컷오프 주파수 및 어퍼 컷오프 주파수 조정은 도 3 내지 도 6와 관련하여 전술한 바와 동일한 방식으로 이루어질 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. RF 통신 시스템으로서,
    RF 송신기로부터 제 1 반송파 주파수 및 상기 제 1 반송파 주파수보다 높은 제 2 반송파 주파수로 각각 송신되는 제 1 신호 및 제 2 신호를 수신하도록 구성되는 RF 수신기;
    상기 RF 송신기 및 상기 RF 수신기 간의 통신 채널을 제공하도록 구성되는 플라스틱 웨이브가이드 장치;
    상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 1 신호를 전달하도록 구성되는 제 1 마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT) 및 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 2 신호를 전달하도록 구성되는 제 2 MWT를 포함하는 상호연결장치를 포함하며,
    상기 제 1 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 1 MWT에 의해 조절되고, 상기 제 2 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 2 MWT에 의해 조절되는,
    RF 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 MWT 및 상기 제 2 MWT와 각각 연결되어 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 전달하기 위한 듀플렉서를 더 포함하는,
    RF 통신 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 로우어 컷오프 주파수(lower cut-off frequency)를 조정함으로써 조절되고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 어퍼 컷오프 주파수(upper cut-off frequency)를 조정함으로써 조절되는,
    RF 통신 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플라스틱 웨이브가이드 장치는 직사각형 단면을 갖는 유전체 튜브를 포함하고,
    상기 제 1 신호의 로우어 컷오프 주파수 및 상기 제 2 신호의 어퍼 컷오프 주파수는 상기 유전체 튜브 단면의 가로 길이 및 세로 길이에 기초하여 조정되는,
    RF 통신 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 1 MWT에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 2 MWT에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되는,
    RF 통신 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 MWT 및 상기 제 2 MWT 각각은,
    피딩 라인으로부터 신호를 수신하는 프로브 엘리먼트; 및
    상기 프로브 엘리먼트에서 방사된 신호가 통과하여 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로 전송되도록 하는 슬롯티드 그라운드 플레인을 포함하는,
    RF 통신 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 어퍼 컷오프 주파수는 상기 제 1 MWT의 프로브 엘리먼트의 길이 및 상기 제 1 MWT의 슬롯티드 그라운드 플레인의 슬롯 치수에 기초하여 조정되고,
    상기 제 2 신호의 로우어 컷오프 주파수는 상기 제 2 MWT의 프로브 엘리먼트의 길이 및 상기 제 2 MWT의 슬롯티드 그라운드 플레인의 슬롯 치수에 기초하여 조정되는,
    RF 통신 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 수신기는,
    상기 RF 송신기로부터 상기 제 1 반송파 주파수보다 낮은 제 3 반송파 주파수 및 상기 제 2 반송파 주파수보다 높은 제 4 반송파 주파수로 각각 송신되는 제 3 신호 및 제 4 신호를 수신하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 상호연결장치는,
    상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 3 신호를 전달하도록 구성되는 제 3 MWT; 및
    상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 4 신호를 전달하도록 구성되는 제 4 MWT를 더 포함하고,
    상기 제 3 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 3 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 3 MWT에 의해 조절되고, 상기 제 4 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 4 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 4 MWT에 의해 조절되는,
    RF 통신 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 신호, 상기 제 2 신호, 상기 제 3 신호 및 상기 제 4 신호를 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 전달하기 위한 쿼드플렉서를 더 포함하는,
    RF 통신 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 주파수 대역폭 및 상기 제 3 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭 및 상기 제 4 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되는,
    RF 통신 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 1 MWT에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 2 MWT에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되고, 상기 제 3 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 3 MWT에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되고, 상기 제 4 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 4 MWT에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되는,
    RF 통신 시스템.
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